Способ определения остаточной метаноносности отбитого в забое угля

Способ относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использован для достоверности прогноза метанообильности, обусловленной выделением метана из разрабатываемого угольного пласта, в частности доли метана, содержащегося в отбитом угле. Изобретение включает разрушение угля комбайном, отбор проб угля на кромке угольного забоя, на транспортирующем уголь конвейере, в атмосфере выработки, оборудованной конвейером, а также измерение содержания метана в отобранных пробах. Новизна изобретения состоит в том, что устанавливают продолжительность интенсивного выделения метана из угля во время его движения по конвейеру и показатель динамики снижения интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля. При этом измеренные признаки используют при определении остаточной метаноносности отбитого в забое угля по установленной зависимости. Положительный эффект достигается за счет точности и достоверности искомой величины остаточной метаноносности отбитого в забое угля и использовании ее при прогнозе метанообильности призабойного пространства лавы, в частности доли метана, содержащегося в отбитом угле.

 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза интенсивности метановыделения из отбитого угля в подземные выработки.

Известен способ, включающий определение объемов выделения метана в очистном забое, основанный на учете остаточной метаноносности отбитого в лаве угля [Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989.-320 с.; стр. 18-20].

Недостатком этого способа является то, что нет возможности определить изменение остаточной метаноносности отбитого в забое угля во времени его нахождения в призабойном пространстве лавы.

Известен способ прогноза газового баланса очистного забоя, включающий разрушение угля комбайном, измерение интенсивности газовыделения из отбитого угля во время его транспортирования по конвейеру, отбор проб угля с конвейера и определение доли газа, выделяющегося из отрабатываемого пласта в призабойном пространстве (Патент РФ №2541342 C1, М. Кл. E21F 7/00, от 30.01.2014 г. Опубл. 10.02.2015. Бюл. №4).

Недостатком этого способа является то, что нет возможности установить продолжительность интенсивного выделения метана из отбитого угля во время его движения по конвейеру.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий разрушение угля комбайном, отбор проб угля, определение метаноносности угольного массива и измерение интенсивности метановыделения из угля (Патент РФ №2600000, М. Кл. E21F 7/00 от 02.04.2015. Опубл. 20.10.2016. Бюл. №29. Прототип).

Недостатком данного способа является невозможность определить продолжительность интенсивного выделения метана из отбитого в забое угля во время его движения по конвейеру и динамику ее снижения.

Технической задачей изобретения является определение остаточной метаноносности отбитого в забое угля за счет выявления продолжительности интенсивного выделения метана из отбитого в забое угля во время его движения по конвейеру и установления показателя динамики ее снижения.

Указанная цель достигается тем, что до начала разрушения угля комбайном отбирают пробу угля на кромке угольного забоя, затем берут пробу угля на забойном конвейере, определяют содержание метана в отобранных пробах, устанавливают продолжительность интенсивного выделения метана из отбитого в забое угля при его движении по конвейеру и показатель динамики ее снижения, при этом измеренные величины используют при определении остаточной метаноносности отбитого в забое угля по установленной зависимости.

Способ реализуют следующим образом.

В условиях призабойного пространства очистной выработки, оборудованной комплексно-механизированным забоем (КМЗ) и скребковым конвейером, отбирают пробы угля сначала на кромке забоя до разрушения угля комбайном, затем на скребковом конвейере при транспортировании по нему отбитого угля. Отобранные пробы угля сазу герметизируют от рудничной атмосферы, При этом пробу угля с кромки забоя берут с расстояния 10-15 см от поверхности забоя, а с конвейера - насыпным способом с интервалом отбора проб 1-1,5 минуты в течение 5-6 минут интенсивного выделения метана из отбитого угля. Интервал отбора проб отбитого угля с конвейера, кратный 1 или 1,5 мин, позволяет брать пробы угля фактически с одной и той же насыпной массы отбитого в забое угля, что способствует достоверно определять показатель динамики снижения интенсивности метановыделения из отбитого в забое угля.

Имея количественное значение метаноносности угля на кромке очистного забоя, продолжительность интенсивного выделения метана из отбитого угля и показатель динамики снижения интенсивности выделения метана по отобранным с конвейера пробам угля, остаточную величину метаноносности отбитого в забое угля определяют по формуле

x₁=x_к(1-вt), м³/т с.б.м.

где х₁ - остаточная метаноносность отбитого в забое угля на период времени t (в минутах), м³/т с.б.м.;

х_к - метаноносность угля на кромке забоя, м³/т с.б.м.;

t - продолжительность интенсивного выделения метана из отбитого в забое угля, мин;

в - показатель динамики снижения интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля, мин

Методику отбора проб отбитого в забое угля, определения объемов содержания метана в пробах и в рудничном воздухе призабойного пространства лавы принимают стандартной с учетом процентного содержания метана в отобранных пробах отбитого угля и в воздухе рудничной атмосферы в пунктах отбора проб отбитого угля.

Пример. Для реализации способа приняты экспериментально установленные величины: х_к - 4,2 м³/т с.б.м.; t - 2,5 мин и 5 мин, соответственно им х₁=3,5 м³/т с.б.м. и 2,9 м³/т с.б.м.; в -0,062 мин^-1.

Внедрение способа по определению остаточной метаноносности отбитого в забое угля позволит повысить точность искомой величины и, следовательно, достоверность прогноза метанообильности, обусловленной выделением метана из разрабатываемого угольного пласта, в частности доли его метана, содержащегося в отбитом угле.

Способ определения остаточной метаноносности отбитого в забое угля, включающий разрушение угля комбайном, отбор проб угля на кромке угольного забоя, на транспортирующем уголь конвейере, в атмосфере оборудованной конвейером выработки и измерение содержания метана в отобранных пробах, отличающийся тем, что устанавливают продолжительность интенсивного выделения метана из угля во время его движения по конвейеру и показатель динамики снижения интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля, при этом остаточную метаноносность отбитого в забое угля находят по формуле

x₁=x_к(1-вt), м³/т с.б.м.,

где х₁ - остаточная метаноносность отбитого в забое угля на период времени t (в минутах), м³/т с.б.м.;

x_к - метаноносность угля на кромке забоя, м³/т с.б.м.;

t - продолжительность интенсивного выделения метана из отбитого в забое угля, мин;

в - показатель динамики снижения интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля, мин^-1.